视频交互技术在在线教育中的应用与实现

吴子朝 柯佳兴

摘要：当前，在线教育大多数只是单纯的播放视频，存在互动性的缺失问题，导致教学效果并不理想。论文研究丰富在线视频的交互形式来提高学习者的学习体验，实现了丰富交互功能的视频播放器以及交互数据可视化前端平台，打破传统的在线教育枯燥乏味的视频播放形式，为在线教育视频提供一个新的发展方向。

关键词：在线教育;视频教育;MOOC;交互技术;教育平台

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）02-0184-02

Abstract： At present， most of online education is just playing videos， which leads to the lack of interactivity， leading to the unsatisfactory teaching effect. This paper studies how to enrich the interactive forms of online video to improve the learning experience of learners， and realizes the video player with rich interactive functions and interactive data visualization front-end platform， which breaks the traditional dull video playing form of online education， and provides a new development direction for online education.

Key words： online education; video educaion; MOOC;interactive technology;education platform

1 引言

如今，在线教育[1]已经成了一种新兴的学习方式，相对于传统线下教育来讲，在线教育可以忽视师生双方时间以及空间上的差异，通过互联网来进行知识的传授与接受，极大地提升教育的效率。基于这一趋势，在面向社会大众的领域中，出现了网络公开课、精品课程、MOOC等在线学习平台。目前，知名的在线教育平台，国内有网易云课堂、腾讯云课堂、慕课网等，国外有Youtube，Udacity，khan academy，Edx等。

虽然在产业界广泛应用，在线教育视频[2]主要也存在互动性不足的问题，即知识的传授过程是一个被动过程，缺乏学习的交流和效果反馈。学习者几乎没有灵活性来适应学习内容和过程，以满足他们的个人需求[3]。例如，无法个性化的判断学习者的知识掌握情况等。因此，这样的在线教育视频可能最终的效果并不理想。目前，领域也有一些工作来尝试解决这些问题，例如：国外已经存在采用交互式视频的在线教育平台比如Zaption，Educanon等。但对于国内用户来说，一方面是难以去使用其中的教学内容，包括网络以及教材的问题，另一方面里面的一些交互形式并不适合于国内的国情。

针对这些问题，论文设计和开发出一个Web端在线交互视频的系统。系统将包括Web端交互视频编辑器，Web端交互系统播放器，教育资源打印模块，交互行为数据可视化模块，旨在探索新的开源交互视频系统，探索前沿的交互视频技术及应用。

2 系统设计

功能模块是系统的核心，论文设计的功能主要包括：1）学习监控。系统对每个学生的学习行为和学习进度进行督促，为以后对于每个学生的各自进度确定比较针对性的学习计划。具体而言，系统在线教育视频中插入交互式的模块和一些试题，利用该形式，系统可以规定让学习者必须学完当前的模块才能进行下一模块的学习;2）学习交流。系统拟在视频中嵌入即时性的互动交流模块，例如弹幕，论文可以在一些特定的时间段进行信息文本的显示，可以由学习者发布自身对于某一知识点的理解，也可以由教学者发布知识点讲解的信息;3）学习效果反馈。系统对于学生在在线教育平台或者是观看在线教育视频的行为事件进行数据的采集和分析，这些即时反馈的信息拥有很高的实时性和准确性。围绕这些功能，系统设计模块主要有如下几个方面。

2.1 播放器模块

系统播放器的功能主要基于HTML和JAVASCRIPT实现，具体设计的功能有：1） 视频进度控制功能。基本的视频播放器需要具有对视频播放暂停控制的按钮，另外还要有能够自由调节视频进度的进度条，让学习者可以自由定位到想要学习的时间段进行学习;2）全屏功能。全屏功能使学习者能够专心致志地面对在线教学视频以及其中的交互元素，达到较好的沉浸式体验，提升学习者的學习效果;3）时间监听功能。实现对于时间点的监听，可以在某一些特殊的时间点上进行断点，并且在当前特殊事件点进行交互式模块的操作。

2.2 交互模块

通过在在线教育视频中嵌入交互式功能模块，可以有效地提高用户对于教育视频内容的满意度，达成好的学习效果，体验好的学习过程。设计的交互主要基于如下形式：1）断点型交互组件。该组件要求学习者主动去进行回答或者操作才能够进行下一步观看的动作;2）连续型交互组件。该组件可以作为辅助视频或者在一段时间内显示弹窗，并且不会中断视频的进度;3）触发型交互组件。该组件是指在在线视频播放阶段并不会主动出现，吸引学习者注意力的组件类型。例如视频内容的导航模块，便于学习者进行回顾或快速跳跃学习。

2.3 数据可视化模块

数据可视化是指借助图形化，图像化的工具，将后台的数据以更清晰直接的方式展现给用户观看，在线视频交互行为的数据可视化，主要实现以下几点优势：1）即时性反映。学习者每一次在在线视频中进行的交互行为，都会从前端传递至后台，改变后台的数据，通过前端UI和后端数据的双向绑定，即时性地反映到前端界面上;2）全局性展示。数据可视化其中一个优势能够将大量的数据汇总并集中于一个图表或图像上，使得系统能对学习者的整体情况进行把握，形成全面的学习者学习行为画像。

2.4  弹幕展示模块

在在线教育平台中，通过弹幕模块的嵌入，可以缓解在线学习者临场感不强的问题，有效解决在线学习缺少师生交流，生生交流的缺点。同时能够激发学习者参与讨论的积极程度。论文需要实现的功能有：1）弹幕显示功能：即在在线教育视频前呈现弹幕;2）弹幕发送功能：用户可以通过弹幕的发送提出自己的内容见解;3）弹幕开关功能：用户可以自由选择弹幕的显示和关闭，创造最适合自己的在线学习环境。

3 系统实现

系统使用的是基于WEB的Vue框架来开发论文的前端项目，在开发的过程中，系统分别使用了Axios来实现后端请求框架，Danmaku.js实现弹幕模块功能，Sass实现界面CSS功能。在后端框架的选择上，系统采用node.js作为后台开发语言，并选择轻量级的express作为框架。由于在本地进行开发的时候涉及服务器同源的问题，所以需要在服务器设置中进行跨域允许的操作。

针对功能需求列表，系统实现的功能效果图如图1所示。

4 总结

论文完成了视频交互技术在在线平台中的应用，成功实现了Web可交互视频的播放器和编辑器，同时也完成了其余的有利于提升在线教育质量的功能。

参考文献：

[1]  管佳， 李奇涛. 中国在线教育发展现状、趋势及经验借鉴[J]. 中国电化教育， 2014（8）：62-66.

[2]  谢寒梅. 在线教育情境下视频的交互模式研究[D]. 北京邮电大学，2018.

[3]  吴子朝. 试论交互视频技术在在线教育中的应用[J]. 科教导刊（电子版），2018（4）：84-85.

【通联编辑：王力】